Информационная модель элементов системы

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

Тема: Системная характеристика объекта

Продолжительность занятия 2 часа

1. Цель работы: Закрепить теоретические знания по системной методологии описания экономического объекта и самостоятельно научиться использовать системный подход при описании экономического объекта.

2. Вопросы, рассматриваемые на занятии:

1. Рассмотрение теоретических понятий и определений: система, структура, принципы системности, элемент системы, структура, системный анализ, процедуры системного анализа.

2. Задачи самостоятельной работы.

3. Оформление отчета по практическому занятию. Отчет выполняется в текстовом процессоре WORD. Обязательное оформление титульного листа отчета. Отчет сохраняется в каталоге «Мой документы» и файловом сервере по указанию преподавателя.

3. Контрольные вопросы:

3.1. Поясните, что такое «система» и приведите примеры.

3.2. Поясните, что такое «структура».

3.3. В чем различия между понятиями «система» и «структура»?

3.4. Дайте определения понятиям «связь» и «иерархический уровень».

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ  И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Входы и выходы системы. Среда

Каждая система функционирует в среде.

Среда – совокупность объектов, воздействующих на систему, но не подконтрольных ей.

Выделяют внешнюю и внутреннюю среду, и, соответственно, внешние и внутренние связи.

В связи с этим выделяют элементы, функционирование которых состоит в восприятии воздействий среды – входы. Вещество, энергия, информация, поступающие на вход системы – входные воздействия (величины).

Элементы системы, реализующие выходные воздействия – это выходы.

Величины, значения которых в пределах данного исследования остаются неизменными – это параметры системы.

Факторы внешней среды – независимые переменные (x), а реакции – функции (y).

Формализованное представление входы а выхода системы через переменные позволяет математически описать процесс исследования ее поведения, рассматривая входные величины как функции выходных.

Понятие связи. Прямая и обратная связь

Связь – те воздействия элемента друг на друга, которые объединяют элементы в единое целое, а также перемещение, преобразование вещества энергии информации.
Связь – наличие зависимости между элементами.

Существует два основных вида связи:

• Прямые
• Обратные

Различием между ними состоит в том, что прямая обеспечивает передачу воздействия или информации с выхода одного элемента на вход другого, а обратная с выхода некоторого элемента на вход того же элемента.

Классификация связей:

1. Связи взаимодействия между свойствами и элементами системы. В организационных системах различают:
• Кооперативные связи, усиливающие общие системные характеристики
• Конфликтные связи
2. Связи порождения (генетические), когда один объект выступает как основание, вызывающее к жизни другой объект.
3. Связи преобразования:
• Реализуемые через определенный объект, обеспечивающий это преобразование
• Реализуемые путем взаимодействия двух и более объектов в процессе которого и благодаря которому объекты совместно переходят в другое состояние.
4. Связи строения определяют место одного объекта по отношению к другому и к системе в целом.
5. Связи функционирования обеспечивают жизнедеятельность объекта. Благодаря им объекты осуществляют определенные функции.
6. Связи развития характеризуют перераспределение элементов в объекте при котором каждое последующее состояние непосредственно определено предыдущим, в основе которого невозможность сохранения существующих форм и методов функционирования системы по-старому.
7. Связи управления (системообразующие) характерны для организационных систем. Эти связи строятся по определенной программе и представляют собой способ ее реализации.
8. Связи синергетические при совместны действиях элементов системы обеспечивают увеличение общего эффекта до величины большей, чем сумма эффектов этих же элементов, действующих самостоятельно.

Элемент — простейшая неделимая часть системы, т.е. это предел членения системы с точки зрения решения конкретной задачи и поставленной цели. Систему можно расчленить на элементы различными способами в зависимости от формулировки цели и ее уточнения в процессе исследования.

Подсистема — подмножество элементов, реализующих цели, согласованные с целями системы (например, подсистема может осуществлять часть целей системы).

Структура системы — расчленение ее на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на все время рассмотрения и дающее представление о системе в целом.

Расчленение системы может иметь различную основу:

• материальную (физическую или вещественную);
• функциональную;
• информационную.

Группы элементов в структуре обычно выделяются по принципу простых или относительно более слабых связей между элементами разных групп.

Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней (или преобладающим) типам связей:

• последовательное соединение элементов;
• параллельное соединение элементов

Близким к понятию структуры является понятие декомпозиции.

Декомпозиция — деление системы на части, удобные для каких-либо операций с этой системой. Суть декомпозиции — упрощение системы, слишком сложной для рассмотрения целиком.

Агрегирование — противоположная процедура (процедура синтеза) — объединение частей в целое, установление связей.

Окружение системы. Для того, чтобы дифференцировать, отделить систему от не системы, вводится понятие окружения системы (внешней среды, окружающей среды). При моделировании систем используется понятие контекст или внешняя граница системы.

Иерархия — структура с наличием подчиненности, т. е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другой.

Входы и выходы системы — совокупность воздействий внешней среды на систему и воздействий системы на среду.

Выход одной системы неминуемо будет входом какой-то другой. Следовательно, входы могут быть двух основных видов: результат предшествующего процесса, последовательно связанного с данным; и результат предшествующего процесса, случайным образом связанного с данным. Кроме того, вход может оказаться результатом функционирования той же системы, который вновь вводится в нее (обратная связь). Процесс функционирования системы иногда называют «преобразованием входа в выход», а правило такого преобразования — оператором.

Среди входных величин в управляемых системах (их называют также сигналами) можно выделить две группы, различные по характеру влияния на выходы: управляющие воздействия и возмущения (возмущающие воздействия). К первым относятся такие величины (управляющие переменные, инструментальные переменные), значения которых можно менять для получения желательного (обычно оптимального) выхода, ко вторым — воздействия на систему, нарушающие ее нормальное функционирование и развитие в желательном направлении.

Суть системного подхода

По мере усложнения экономических и социальных отношений в различных организациях все чаще возникают задачи, решение которых невозможно без использования системного подхода.

Системный подход представляет собой универсальный метод исследования, основанный на восприятии исследуемого объекта как нечто целого, состоящего из взаимосвязанных частей и являющегося одновременно частью системы более высокого порядка. Предназначение системного подхода заключается в том, что он формирует системное мышление, необходимое руководителям организаций, и повышает эффективность принимаемых решений.

Под системным подходом обычно понимают часть диалектики (науки о развитии), исследующей объекты как системы, т. е. как нечто целое.

Разделение системы на части (элементы) может быть выполнено в различных вариантах и неограниченное число раз. Важными факторами здесь являются стоящая перед исследователем цель и язык, который используется при описании исследуемой системы.

Системность заключается в стремлении исследовать объект с разных сторон и во взаимосвязи с внешней средой.

В основе системного подхода лежат принципы, среди которых в большей степени выделяют такие, как:

1) требование рассматривать систему как часть (подсистему) некоей более общей системы, расположенную во внешней среде;

2) деление данной системы на части, подсистемы;

3) обладание системы особыми свойствами, которых может и не быть у отдельных элементов;

4) проявление функции ценности системы, заключающейся в стремлении к максимизации эффективности самой системы;

5) требование рассматривать совокупность элементов системы как одно целое, в чем собственно проявляется принцип единства (рассмотрение систем и как нечто целое, и как совокупность частей).

В то же время системность определяют следующие принципы:

• развития (изменяемости системы по мере накопления информации, получаемой из внешней среды);

• целевой направленности (результирующий целевой вектор системы не всегда является совокупностью оптимальных целей его подсистем);

• функциональности (структура системы следует за ее функциями, соответствует им);

• децентрализации (как сочетание централизации и децентрализации);

• иерархии (соподчинение и ранжирование систем);

• неопределенности (вероятностного наступления событий);

• организованности (степени выполнения решений).

Сущность системного подхода в трактовке академика В. Г. Афанасьева выглядит как сочетание таких описаний, как:

• морфологическое (из каких частей состоит система);

• функциональное (какие функции выполняет система);

• информационное (передача информации между частями системы, способ взаимодействия на основе связей между частями);

• коммуникационное (взаимосвязь системы с другими системами как по вертикали, так и по горизонтали);

• интеграционное (изменение системы во времени и в пространстве);

• описание истории системы (возникновение, развитие и ликвидация системы).

Схематично системный подход выглядит как последовательность определенных процедур:

1) определение признаков системы (целостность и множество членений на элементы);

2) исследование свойств, отношений и связей системы;

3) установление структуры системы и ее иерархического строения;

4) фиксация взаимоотношений между системой и внешней средой;

5) описание поведения системы;

6) описание целей системы;

7) определение информации, необходимой для управления системой.

Три описания систем

Приступая к изучению новой, неизвестной системы, мы не знаем, с чем имеем дело. В этом случае представление об объекте исследования может дать некоторое описание его свойств.

Функциональное описание системы отражает ее параметры, происходящие процессы и иерархию системы. Оно дает возможность ответить на вопрос, для чего предназначена система. В более широком смысле функциональное описание позволяет оценить значимость системы в ее конкретной функции и воздействие на внешнюю среду (связи с другими системами). При этом функция системы выполняется, если параметры системы и процессы ограничены пределами, вне которых система разрушается либо радикально меняет свои свойства. Например, функциональное описание системы отопления учебного помещения.

Морфологическое описание дает ответ на вопрос о том, из каких элементов состоит система. Оно определяет глубину описания (выбор элемента, внутрь которого описание не проникает), композиционные свойства (способ объединения элементов в систему) и эффективность выполнения функции, на которую влияют искажения и непредусмотренные потери информации.

Таким образом, морфологическое описание отражает состав системы и связи между ее элементами, позволяет построить иерархическую структуру системы. Например, представим себе морфологическое описание системы отопления учебного помещения.

Информационное описание дает представление об обмене информацией между частями системы, системой и внешней средой. Описание позволяет судить об информационной упорядоченности системы. При этом обычно определяют меру неопределенности (энтропию) или упорядоченности (негэнтропию) системы и информационный метаболизм (обмен информации со средой). Важно помнить о том, что для системы особо ценна информация, привнесенная из внешней среды, но нельзя забывать и о том, что не всякая информация нужна системе. Для примера сделаем информационное описание системы отопления учебного помещения.

Как видим, составив три описания системы (например, системы отопления), мы получаем упорядоченную информацию об интересующем нас объекте.

3. Описание системы как единого объекта [1] (морфологическое  и  информационное описание)

Из определения системы вытекает, что при всей ее возможной слож­ности система воспринимается человеком как нечто целое. Поэтому при составлении информационной модели следует сначала рассмот­реть систему как объект. Информационная модель объекта «велосипед» приведена в таблице 1

Таблица 1. Информационная модель объекта «велосипед» (цель — по­купка велосипеда)

Объект	Параметры		Действия (функции)
	Название	Возможные значения
Велосипед	Вид Размер Тип	Спортивный, дорожный, гоночный Детский, подростковый, взрослый * Складной, трехколесный, женский	Управлять Перемещаться Изменять направление движения Разгоняться Тормозить

 

В физике примером статических информационных моделей являются модели, описывающие простые механизмы, в биологии — модели строения растений и животных, в химии — модели строения молекул и кристаллических решеток и так далее.

Информационная модель элементов системы

Чтобы проверить работоспособность велосипеда при покупке, а также в процессе эксплуатации предупредить или устранить возможные неисправности, необходимо выяснить, как работают отдельные узлы и механизмы. В этом случае велосипед будет интересовать как система, и поэтому, наряду с характеристиками его как объекта и выяснить параметры и назначение его основных элементов. Это называется анализом системы.

При анализе систему разбивают на составляющие элементы, вы­ясняя те их свойства и действия, которые определяют работу систе­мы. Результат анализа системы может быть представлен в знакомом вам табличном виде (табл. 2).

Таблица 2.    Информационная модель элементов системы «велосипед» (цель — эксплуатация велосипеда)

Объекты	Параметры	Действия (функции)
Рама	Форма, материал, прочность	Соединять элементы конструкции
Колеса	Форма, размер, расположение	Вращаться Сцепляться с дорогой
Педали	Расстояние между педалями	Вращать
Руль	Форма, расположение	Поворачивать Придавать устойчивость

Для описания структур использовать следующие графические обозначения: прямоугольник, линия, прямые и обратные стрелки.

 

Задачи самостоятельной работы:

 

1. Повторить теорию вопроса;

2. Ответить на контрольные вопросы;

3. Самостоятельно выбрать экономический объект и представить его в качестве системы, опираясь на методологию системного подхода;

4. Рассмотреть пример системной характеристики экономического объекта;

5. Оформить отчет о работе.

Содержание отчета:

- Выбранный экономический объект;

Системная характеристика экономического объекта(в отчете):

4. Сущность системы;

5. Элементы системы;

6. Функции системы;

7. Структуры: функциональная, организационная и управления;

8. Информационная структура.

Самостоятельные задания

1. Опишите систему обучения студентов в текущем семестре (точка зрения – студент).

2. Опишите систему контроля студентов в текущем семестре (точка зрения – преподаватель и деканата).

3. Опишите систему самостоятельного подготовки студента к занятиям дома.

4. Опишите структуру системного блока ПК и схему его сборки (укрупнено).

5. Опишите структуру одноранговой ЛВС на примере одной компьютерной аудитории (10 ПК) и схему её сборки, настройки.  

 

1.  http://umk-model.narod.ru/p5.html. Электронное учебное пособие по теме: Моделирование и формализация

 

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 343; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!